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浅谈LED照明应用于植物工厂技术趋势

2013-05-24 09:31
吃瓜天狼
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  OFweek节能网讯:LED照明技术在芯片端、封装端的成熟,以及与随之而来的市场价格下滑,使得LED照明应用范围更加多元,采用LED照明优势的植物工厂也成为台湾国内外大厂近年来积极耕耘市场。回朔植物工厂的概念,其实人类早在1950年代就已经提出,1970年代进入商业化阶段,采用当时的传统光源。人类打造植物工厂的目标,就在于一年四季都可产出高品质作物,同时可减少农药等化学药剂的使用,并且有效利用水资源。

  随着LED照明应用成熟度的提升,LED照明已成为植物工厂不可或缺的一环,相较于传统的卤素灯与萤光灯管,LED光源不仅环保,也同时兼具省电优点,对使用者而言,LED光源的可调控性更是为农业栽植带来更多优势。据了解,LED光源的光质与光量皆可控制,可以针对不同品种与种植种类搭配不同波长的LED光源,光量的部分也可以随着日照长短进行补充。另外不能小看这个强化特定波长的效果,与传统光源比起来,LED更能够发挥不同植物需要不同特定波长来补充能量的优势。但是和太阳光相比,LED能量自然还是略逊一筹,但由于夜间没有太阳光,LED光源的补充与强化,正是可缩短植物生产期的原因之一。

  LED光源vs整厂输出

  目前市场上LED业者的制造能量为植物工厂LED光源的品质与价格带来一定程度的保障,各家业者多以两种模式切进植物工厂市场,其一是以单独贩售LED光源方式打入植物工厂供应体系,销售LED光源的商业模式较为单纯。LEDinside指出,业者若是将各种光源的使用方式、搭配种植种类与情境等说明清楚标示,将有助使用者采用。

  另一方面,市场上也有越来越多业者走向整厂输出模式,依据使用者需求调配出不同LED光源与环境控制系统,以客制化方式进行整厂输出,以完整解决方案的方式因应客户需求,不仅贩售LED光源,也同步提升整体产品的技术含量与附加价值。

  简易温室vs全环控

  植物工厂大致分成简易温室与整体环境控制(全环控)两种,相较于自然环境,植物工厂初期的建置成本仍是业者采用时的最大考量因素。如果以台湾与中国大陆东南一代的农业环境为例,业界专家指出,由于气候与土壤环境不差,适合以简易温室方式推行植物工厂,LED光源的补充就能有效提升产能,若以全环控方式推广植物工厂,其实反而会面临到成本过高削弱竞争力的状况。

  而全环控的植物工厂,则全面性的进行日照、温度、湿度、养分、水分、二氧化碳等生产环境的整体调控,透过每分钟紧密调节,全天候地量产。全环控植物工厂的建置成本相对高昂,适合用做高附加价值作物与高单价观赏用植物的栽植上。

  白光LEDvs红蓝光LED

  另一方面,植物工厂的LED光源主流形式也有两种。其一是采用以萤光粉方式混出的白光光源,其二是采用红光LED、蓝光LED与紫外光LED等不同颜色LED去混光或补强植物需要波长的LED照明。关于这点,目前业界仍有不同看法,由于花卉作物行光合作用时吸收的光以可见光和紫外光线为主,也就是说,植物行光合作用时仅需要红蓝光,特别是红光波长分布在650-655nm,以及蓝光波长在450-470nm,能达到的效果最佳,这种植物照明的应用,就适合采用混光形式的LED光源,而不是用萤光粉混合出仿真太阳光的白光LED光源。因此,部分业者推出的植物工厂产品以搭配红蓝光LED为主。

  不过,据观察,业界目前较多以植物工厂搭配白光LED光源的支持者,以萤光粉混出白光更趋近于太阳光日照模式,市场专家指出,白光的优势在于观察植物耕作时更为便利,加上白光可以搭配不同情境做出光源的转换,也是业者在打造植物工厂时采用白光照明的一大优点。

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